JP2003512253A - Airplane and airplane control method - Google Patents
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
- B64C29/0008—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
- B64C29/0016—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
- B64C29/0033—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers the propellers being tiltable relative to the fuselage
-
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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Abstract
Description
【0001】[0001]
本出願は、その開示内容の全体を参考として引用し本出願に含めた、1999
年10月26日付けで出願された、スイス国特許出願第1959/99号及び1
999年12月30日付けで出願された、米国特許出願第09/475325号
の優先権を主張するものである。This application is incorporated by reference in its entirety for all its disclosures, 1999.
Swiss Patent Application Nos. 1959/99 and 1 filed on October 26, 2010
It claims priority to US patent application Ser. No. 09 / 475,325 filed December 30, 999.
【0002】[0002]
本発明は、飛行機及びその操縦方法、特に、電気駆動のモータを備える飛行機
に関する。The present invention relates to an airplane and a method of operating the same, and more particularly to an airplane including an electric drive motor.
【0003】[0003]
近代の飛行機は、高度の安全性を経済的な効率と組み合わせなければならない
。更に、これらの飛行機は、色々な用途に適応するものでなければならない。Modern airplanes must combine a high degree of safety with economic efficiency. Furthermore, these airplanes must be adaptable to different applications.
【0004】
例えば、米国特許第5,419,514号に開示されたような、VTOL型式
の飛行機により極めて多機能の着想が提供される。この分野にて色々な設計のも
のが提案されているが、特に、安全性及び効率の観点からして、近代の商業的飛
行の必要条件を充たす飛行機をもたらすものはない。A very versatile idea is provided by an airplane of the VTOL type, for example as disclosed in US Pat. No. 5,419,514. Various designs have been proposed in the field, but none, especially in terms of safety and efficiency, result in an aircraft that meets the requirements of modern commercial flight.
【0005】[0005]
このため、解決すべき課題は、高度の安全性及び経済的効率を提供する飛行機
及びその飛行機の操縦方法を提供することである。Therefore, the problem to be solved is to provide an aircraft and a method of operating the aircraft that offers a high degree of safety and economic efficiency.
【0006】
この課題は、独立請求項によって達成される。
本発明によれば、駆動力は、発電機を駆動する燃焼エンジンにより発生される
。発電機からの動力は、飛行機の揚力及び前進推力を発生させるため電気作動型
装置によって使用される。このことは、燃焼エンジンの重量とエネルギ貯蔵量と
の良好な比を電気モータの信頼性及び迅速な応答性と組み合わせることになる。
エンジンは、発電機のみを駆動するため、その作動パラメータは、従来の飛行機
のエンジンよりも変動が少なく、このことは、欠点を少なくし且つ効率を向上さ
せることになる。This object is achieved by the independent claims. According to the invention, the driving force is generated by the combustion engine driving the generator. The power from the generator is used by the electrically operated device to generate the lift and forward thrust of the aircraft. This combines a good ratio of combustion engine weight to energy storage with the reliability and quick response of electric motors.
Since the engine drives only the generator, its operating parameters are less variable than conventional aircraft engines, which results in fewer drawbacks and improved efficiency.
【0007】
駆動装置の一部又は好ましくは全ては、個別的に枢動し、その推力を需要量に
従って調節することができる。これらの装置は電気モータを使用し、燃焼エンジ
ンは使用しないため、枢動動作によりその確実な作動が損なわれることはない。
駆動装置は、垂直位置から水平位置まで枢動させることができる。この垂直位置
において、駆動装置は飛行機を空中停止の飛行状態に支える揚力を発生させる。
水平位置において、これらの駆動装置は、飛行機が巡航飛行するための前進推力
を発生させる。Some or preferably all of the drives can be pivoted individually and their thrust can be adjusted according to demand. Since these devices use an electric motor and no combustion engine, their pivoting action does not impair their reliable operation.
The drive can be pivoted from a vertical position to a horizontal position. In this vertical position, the drive produces lift that sustains the airplane in an aerial stop flight condition.
In the horizontal position, these drives generate forward thrust for the airplane to cruise.
【0008】
駆動装置は、管状のハウジング内に配置された少なくとも1つのファン又はイ
ンペラを備えるダクト付きファンであるように設計されることが好ましい。かか
るダクト付きファンは、極めて速い流速度に達し且つ発生する騒音レベルは低い
。The drive device is preferably designed to be a ducted fan with at least one fan or impeller arranged in a tubular housing. Such ducted fans reach extremely high flow velocities and generate low noise levels.
【0009】
駆動装置を円形に配置することにより、特に安定的で且つ制御が容易な形態が
提供される。好ましくは、該飛行機は、中央キャビンと、該キャビンの周りに配
置された円形の翼とを備えるものとする。駆動装置は、キャビンと円形の翼との
間に配置されている。極めて対称の設計であることが好ましく、中央キャビンと
円形の翼との間に駆動装置を受け入れる空隙が提供され、その理由は、かかる飛
行機は少数の簡単なユニットから組み立てることができるからである。The circular arrangement of the drives provides a particularly stable and easy-to-control configuration. Preferably, the aircraft comprises a central cabin and circular wings arranged around the cabin. The drive device is arranged between the cabin and the circular wing. A highly symmetrical design is preferred and a space is provided between the central cabin and the circular wings to receive the drive, since such an aircraft can be assembled from a few simple units.
【0010】
その水平位置において、駆動装置の推力枢軸は、円形翼の中心面の周りに配置
されており、このため、その表面における空気流が増し且つ揚力は増大する。
好ましくは、少なくとも5つの駆動装置が使用されるようにし、それは、4つ
の駆動装置のみを使用するとき、その1つが機能しなくなれば、殆どの状況にて
制御不能な形態となるからである。In its horizontal position, the thrust axis of the drive is arranged around the central plane of the circular wing, which increases the air flow and lift on its surface. Preferably, at least five drives are used, since when only four drives are used, one of which would fail would result in an uncontrollable configuration in most situations.
【0011】
また、駆動装置を直線状ではなく、例えば、円形に配置することが好ましく、
それは、かかる円形の配置は、ピッチ動作及びロール動作を安全に制御すること
を可能にするからである。このことは、顕著なピッチ動作を補償しなければなら
ない、空中停止状態の飛行から巡航飛行に移行する間、特に重要なことである。Further, it is preferable that the driving device is arranged in a circular shape instead of a linear shape,
This is because such a circular arrangement allows safe control of pitch and roll movements. This is especially important during the transition from aerial flight to cruise flight, where significant pitch motion must be compensated.
【0012】
飛行機は、空中停止状態の飛行及び巡航飛行にて操縦することができる。空中
停止状態の飛行中、駆動装置は、下方に枢動されて飛行機を空中に保つための揚
力を発生させる。巡航飛行中、駆動装置は、後方に枢動されて、前進推力を発生
させ、この場合、揚力は、胴体のプロフィールによって動的に発生される。[0012] Airplanes can be operated in aerial and cruise flights. During an airborne flight, the drive is pivoted downwards to generate lift to keep the aircraft in the air. During cruise flight, the drive is pivoted rearward to generate forward thrust, where lift is dynamically generated by the profile of the fuselage.
【0013】
飛行機の姿勢、すなわち、そのピッチ、ロール及びヨーは、駆動装置を枢動さ
せ且つその推力を調節することにより制御することができる。
以下の詳細な説明を検討するならば、本発明は一層良く理解され、また、上記
に掲げた目的以外の目的が明らかになるであろう。The attitude of the aircraft, ie its pitch, roll and yaw, can be controlled by pivoting the drive and adjusting its thrust. The invention will be better understood and objects other than those set forth above will become apparent upon consideration of the following detailed description.
【0014】 その説明は、以下の図面に関して説明する。[0014] The description is given with respect to the following figures.
【0015】[0015]
飛行機の1つの好ましい実施の形態の基本的設計が図1乃至図3に図示されて
いる。この設計は、中央ディスク2の中央に配置された細長い中央キャビン1が
備えている。中央ディスク2の周りに同心状に円形の翼3が配置されている。リ
ング形状の空隙4が中央ディスク2及びキャビン1に対して同心状に且つこれら
の周りに配置されている。半径方向スポーク5が空隙4を貫通して伸びている。
12の駆動装置101乃至112が中央翼3の内側部に沿ってスポーク5の間に
配置されている。これらの駆動装置の設計及び機能について以下に詳細に説明す
る。The basic design of one preferred embodiment of an airplane is illustrated in Figures 1-3. This design comprises an elongated central cabin 1 arranged centrally in a central disc 2. Circular wings 3 are arranged concentrically around the central disc 2. A ring-shaped cavity 4 is arranged concentrically with and around the central disc 2 and the cabin 1. Radial spokes 5 extend through the air gap 4.
Twelve drives 101 to 112 are arranged between the spokes 5 along the inside of the central wing 3. The design and function of these drives will be described in detail below.
【0016】
図2及び図3に図示するように、飛行機のこの実施の形態は、2人のパイロッ
ト及び6人の搭乗者用のスペースを提供する。キャビン1は、制御コントロール
10及び入口11に対する場を更に提供する。キャビン1上に取り付けられた4
つの伸長可能な脚部12はパーキング及びタキシングのために使用される。As shown in FIGS. 2 and 3, this embodiment of the airplane provides space for two pilots and six passengers. The cabin 1 further provides a field for control controls 10 and entrance 11. 4 mounted on cabin 1
Two extendable legs 12 are used for parking and taxiing.
【0017】
キャビン1の横方向にて中央ディスク2には、2つの燃焼エンジン14が配置
されており、これらのエンジンの各々は、発電機15を駆動する。発電機15は
、電気駆動の駆動装置101乃至112に供給するための電力を提供する。エン
ジン14及び発電機15は、1つのエンジン又は発電機が故障した場合でも安全
に着陸するのに十分な動力が得られるような寸法とされている。Two combustion engines 14 are arranged on the central disk 2 in the lateral direction of the cabin 1, each of which drives a generator 15. The generator 15 provides electric power to be supplied to the electrically driven driving devices 101 to 112. The engine 14 and generator 15 are sized to provide sufficient power to safely land in the event of failure of one engine or generator.
【0018】
駆動装置の各々は、インペラ又はベンチレータ20と、電気モータとを有する
電動のダクト付きファンを備えている。インペラ又はファン20は、管形状のダ
クト22内に同軸状に配置されている。ダクト22は、2つのアーム24、25
の間に枢動可能に取り付けられている。ダクト付きファンの枢動可能な位置は、
90°以上の範囲内にて電気アクチュエータによって制御される。特に、駆動装
置は、飛行機に対する前進推力を発生させる、図1に図示した水平位置から、上
昇推力を発生させる、図2の垂直位置まで枢動可能である。Each of the drives includes an electric ducted fan having an impeller or ventilator 20 and an electric motor. The impeller or fan 20 is coaxially arranged in a tubular duct 22. The duct 22 has two arms 24, 25.
Mounted pivotably between. The pivotable position of the ducted fan is
It is controlled by an electric actuator within a range of 90 ° or more. In particular, the drive is pivotable from the horizontal position shown in FIG. 1, which produces forward thrust for the aircraft, to the vertical position, FIG. 2, which produces upward thrust.
【0019】
前述したように、全ての駆動装置は、発電機15により給電され、駆動装置の
各々の動力は、概略図的に図示した制御装置29により個別的に制御される。ま
た、制御装置29は、駆動装置の各々の枢動位置を個別的に制御することもでき
る。この目的に必要とされる全ての制御信号は、パイロットの飛行指令から計算
される。パイロットは、個々の構成要素の調節について悩む必要はなく、単に、
自己の飛行機のピッチ、ヨー及び速度についてパイロットが関心のあるパラメー
タを示せばよい。As mentioned above, all drives are powered by the generator 15, and the power of each of the drives is individually controlled by the control device 29 shown schematically. The control device 29 can also individually control the pivot position of each drive device. All control signals required for this purpose are calculated from the pilot's flight commands. Pilots do not have to worry about adjusting individual components, they simply
It is sufficient to indicate the parameters of interest to the pilot regarding the pitch, yaw and speed of his plane.
【0020】
飛行機は、空中停止状態の飛行及び巡航飛行にて操縦することができ、また、
飛行機は、これら2つの状態間の移行を安全に取り扱うことができる。
空中停止状態の飛行中及び始動並びに着陸時にて、駆動装置101乃至112
は、枢動され、このため、これらの駆動装置は下方に向けた空気ジェット30を
発生させる。このことは、図2に図示した位置に相応する。このようにして発生
された揚力は、完全な積載状態及びタンク状態の飛行機を空中停止状態に保つの
に十分である。The aircraft can be operated in aerial suspension and cruise flights, and
The plane can safely handle the transition between these two states. During flight in the air-stopped state and at the time of start-up and landing, the driving devices 101 to 112
Are pivoted, so that these drives generate a downwardly directed air jet 30. This corresponds to the position shown in FIG. The lift thus generated is sufficient to keep the fully loaded and tanked airplane in aerial suspension.
【0021】
空中停止状態の飛行における飛行機の姿勢及び変位は、駆動装置101乃至1
12の動力及び枢動角度により調節することができる。
揚力を調節するため、全ての駆動装置の動力を同時に増大させ又は減少させる
ことができる。The attitude and displacement of the airplane in flight in the air stopped state are determined by the driving devices 101 to 1
It can be adjusted by the power and pivot angle of 12. To adjust the lift, the power of all drives can be increased or decreased simultaneously.
【0022】
横方向駆動装置103、104、109、110の動力を減少又は増大させる
ことにより飛行機のロールを制御し、前進及び後進駆動装置101、112、1
06、107の動力を減少又は増大させることによりピッチを制御し、及び横方
向駆動装置103、104、109、110を反対方向に枢動させることにより
ヨーを制御することが好ましい。Controlling airplane roll by reducing or increasing the power of the lateral drives 103, 104, 109, 110 to drive the forward and reverse drives 101, 112, 1
It is preferred to control pitch by reducing or increasing the power of 06, 107 and yaw by pivoting lateral drives 103, 104, 109, 110 in opposite directions.
【0023】
飛行機の横方向へのオフセットは一側部における駆動装置の推力の減少により
実現することができ、これにより、僅かな横方向推力が生じることとなる僅かな
ロールを発生する。The lateral offset of the aircraft can be realized by reducing the thrust of the drive on one side, which results in a slight roll which results in a slight lateral thrust.
【0024】
飛行機の前進動作及び後進動作は、例えば、全ての駆動装置を傾動させること
により制御することができる。
高速の巡航飛行中、全ての駆動装置は、図1に図示するように、飛行方向Fに
対し平行に配置し、これにより後方に向けた空気ジェットを発生させ、これによ
り、前進動作するための推力を発生させることが好ましい。揚力は、飛行機の空
気力学的外形(円形の翼及びキャビン)により発生される。Forward and backward movements of the airplane can be controlled, for example, by tilting all the drive devices. During high speed cruise flight, all drives are placed parallel to the direction of flight F, as shown in FIG. 1, thereby producing a rearwardly directed air jet, thereby providing forward motion. It is preferable to generate thrust. Lift is generated by the aerodynamic profile of the aircraft (circular wings and cabin).
【0025】
巡航飛行中に姿勢を制御するため、駆動装置の枢動角度及び/又は推力が調節
される。フラップ、ラダー、又はエルロンは全く不要である。
空中停止状態の飛行及び巡航飛行の間にて移行するとき、駆動装置は、図2及
び図3の垂直位置から図1の水平位置に移動する。この目的のため、全ての駆動
装置は、例えば、約90°だけ同時に且つゆっくりと枢動する。これと代替的に
、他方の駆動装置が下方を向いているままである間に、駆動装置の一部分のみを
枢動することにより移行が開始するようにしてもよい。To control attitude during cruise flight, the pivot angle and / or thrust of the drive is adjusted. No flaps, rudders, or ailerons are needed. When transitioning between aerial and cruise flight, the drive moves from the vertical position of FIGS. 2 and 3 to the horizontal position of FIG. For this purpose, all drives pivot simultaneously and slowly, for example by about 90 °. Alternatively, the transition may be initiated by pivoting only a portion of the drive while the other drive remains downwardly oriented.
【0026】
飛行機の当該実施の形態は、垂直に着陸するため設計されている。緊急着陸の
ため、飛行機内部にパラシュートが配置されており、このパラシュートは、大き
い翼面積と共に、降下を十分に弱めるのに十分である。緊急着陸の場合、ばね減
衰脚部12が衝撃吸収領域を提供する。This embodiment of the airplane is designed for vertical landing. For emergency landing, a parachute is located inside the airplane, which, together with a large wing area, is sufficient to weaken the descent. In case of emergency landing, the spring dampening legs 12 provide a shock absorbing area.
【0027】
駆動力が失われたとき、駆動装置は、依然として、枢動させた状態とし且つフ
ラップとして使用することができ、このため、滑空飛行が可能である。
図1乃至図3に図示した飛行機の実施の形態は、約8mの外径及び約29m2
の翼面積を有している。この飛行機は、合成材料で製造することができ且つ自重
が約2トンである。最大離陸重量は3.6トンであり、冗長性を持つエンジン出
力は2×1600馬力であり、駆動装置の全出力は100KWである。飛行機は
、異なる寸法に容易に大型化することができる。When the driving force is lost, the drive can still be pivoted and used as a flap, thus allowing gliding flight. The embodiment of the airplane illustrated in FIGS. 1 to 3 has an outer diameter of about 8 m and about 29 m 2.
Has a wing area of. This aircraft can be made of synthetic material and weighs about 2 tons. The maximum take-off weight is 3.6 tons, the redundant engine power is 2 × 1600 horsepower, and the total drive power is 100 KW. Airplanes can easily be scaled up to different sizes.
【0028】
飛行機の寸法に依存して、駆動装置の数を変更することができる。少なくとも
5つ、好ましくは、少なくとも6つの駆動装置であることが好ましい。
飛行機が対称であり且つ幾つかの同一の駆動装置を採用するため、製造及び予
備品の管理並びにメンテナンスは大幅に簡略化される。これと同時に、飛行機は
高度の安定性を有する。Depending on the size of the aircraft, the number of drives can vary. It is preferred that there are at least 5 and preferably at least 6 drives. Due to the symmetry of the aircraft and the adoption of several identical drives, the management and maintenance of manufacturing and spare parts is greatly simplified. At the same time, the airplane has a high degree of stability.
【0029】
当該実施の形態において、飛行機の円形の翼3は完全に丸形である。しかし、
キャビン1の実質的に正接状態に配置された幾つかの直線状の翼部分から円形の
リングを形成することが可能である。又は、翼は楕円形の形状とすることができ
る。特許請求の範囲にて使用した「円形の翼」という語は、かかる実施の形態の
全てを包含するものである。In the present embodiment, the circular wing 3 of the airplane is perfectly round. But,
It is possible to form a circular ring from several straight wing sections of the cabin 1 which are arranged substantially tangentially. Alternatively, the wing may have an elliptical shape. The term "circular wing" as used in the claims is intended to encompass all such embodiments.
【0030】
その他の翼の形状、特に、三角形の翼も同様に使用可能である。
当該飛行機は、乗客用又は貨物用乗物として適している。垂直に離陸するその
能力のため、この飛行中は、スペースが狭い箇所にて使用することもできる。Other wing shapes, especially triangular wings, may be used as well. The aircraft is suitable as a passenger or freight vehicle. Due to its ability to take off vertically, it can also be used in tight spaces during this flight.
【0031】
駆動装置に対し幾つかの電気モータが使用されるため、飛行機は、付与される
力が変化するとき、極めて迅速に反応することができ、また、極めて可動性であ
る。更に、多くの駆動装置が使用されているため、個々のモータは比較的小さく
、このためモータは迅速に応答することができる。Due to the use of several electric motors for the drives, the aircraft can react very quickly when the applied force changes and is also very mobile. Moreover, due to the large number of drives used, the individual motors are relatively small, which allows them to respond quickly.
【0032】
空中停止状態の飛行中、飛行機の速度はかなり遅い一方、駆動装置101乃至
112が発生すべき推力は、かなり大きくなければならない。巡航飛行の間、飛
行機の速度は速い一方、空中停止状態の飛行中、より小さい推力とすることがで
きる。従って、空中停止状態の飛行のため、大きい推力を提供する一方、巡航飛
行のため、大きい出力空気速度を提供するように、駆動装置を設計することが好
ましい。During flight in an aerial stop, the speed of the airplane is fairly slow, while the thrust forces that the drives 101-112 must generate must be fairly large. During cruise flight, the speed of the plane is fast, while it may be less propulsive during airborne suspension. Therefore, it is preferable to design the drive to provide high thrust for flight in the air while providing high output air velocity for cruise flight.
【0033】
この条件を充足する駆動装置の1つの好ましい実施の形態が図4に図示されて
いる。理解し得るように、駆動装置の空気出口40は、拡がった開口部を形成す
るように配置された複数の案内板42により形成される。図4の位置における案
内板42の出口直径Dは、案内板42が無い出口直径よりも大きい。典型的に、
直径Dは、例えば、案内板42を有する場合、95cmとし、案内板が無い場合
、65cmとすることができる。出口直径を縮小させるため、案内板42をダク
ト22内に引込めることができる。従って、伸長した案内板42及び大きい出口
直径Dを有する図4の配置は、空中停止状態の飛行のため使用する一方、案内板
42は、巡航飛行のために引込める。One preferred embodiment of a drive device that satisfies this condition is illustrated in FIG. As can be seen, the drive air outlet 40 is formed by a plurality of guide plates 42 arranged to form a widened opening. The outlet diameter D of the guide plate 42 in the position of FIG. 4 is larger than the outlet diameter without the guide plate 42. Typically,
The diameter D can be, for example, 95 cm when the guide plate 42 is provided, and can be 65 cm when the guide plate 42 is not provided. The guide plate 42 can be retracted into the duct 22 to reduce the outlet diameter. Thus, the arrangement of FIG. 4 with extended guide plate 42 and large exit diameter D is used for airborne flight, while guide plate 42 is retracted for cruise flight.
【0034】
案内板42をダクト22内に引込めることに代えて、案内板42は、駆動装置
内の枢軸に向けて枢動可能な構造とし、これにより、引込めずに直径Dを縮小さ
せることができる。Instead of retracting the guide plate 42 into the duct 22, the guide plate 42 is constructed so that it can be pivoted towards a pivot in the drive device, which reduces the diameter D without retracting. be able to.
【0035】
出口開口部の絞り構造又はストッパ板による閉塞部分のような、駆動装置の出
口直径を縮小させるその他の構成が当該技術分野の当業者に既知である。
案内板42は、専用のサーボモータにより作動させることができる。しかし、
好ましくは、その動作は、駆動装置の枢動動作に接続され、このため、駆動装置
がその垂直位置からその水平位置に枢動されるとき、直径Dは自動的に縮小する
。Other arrangements for reducing the outlet diameter of the drive are known to those skilled in the art, such as a throttle structure at the outlet opening or a blockage with a stopper plate. The guide plate 42 can be operated by a dedicated servo motor. But,
Preferably, that movement is connected to the pivoting movement of the drive, so that the diameter D automatically reduces when the drive is pivoted from its vertical position to its horizontal position.
【0036】
調節可能な出口直径Dを使用することに代えて又はこれに加えて、インペラ又
はベンチレータ20のブレード角度を調節することができる。この直径は、巡航
飛行中増大させ、空中停止状態飛行中、縮小させることができる。As an alternative or in addition to using the adjustable outlet diameter D, the blade angle of the impeller or ventilator 20 can be adjusted. This diameter can be increased during cruise flight and reduced during airborne flight.
【0037】
本発明の現在の好ましい実施の形態を図示し且つ説明したが、本発明はこれに
のみ限定されるものではなく、特許請求の範囲内にて色々に具体化し且つ実施す
ることが可能であることを明確に理解すべきである。While the presently preferred embodiments of the invention have been illustrated and described, the invention is not limited thereto but can be embodied and practiced in various ways within the scope of the claims. Should be clearly understood.
【図1】 巡航飛行中の本発明の1つの実施の形態を示す正面図である。[Figure 1] 1 is a front view of one embodiment of the present invention during cruise flight.
【図2】 離陸位置にある、図1の飛行機の断面図である。[Fig. 2] 2 is a cross-sectional view of the airplane of FIG. 1 in a takeoff position. FIG.
【図3】 図2の飛行機の水平方向断面図である。[Figure 3] FIG. 3 is a horizontal sectional view of the airplane of FIG. 2.
【図4】 外径が調節可能な駆動装置の部分断面図である。[Figure 4] It is a fragmentary sectional view of a drive device whose outer diameter is adjustable.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C A, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM , DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, K E, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, R U, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW
Claims (22)
って、その少なくとも一部分が垂直位置から水平位置に枢動される前記駆動装置
と、 該駆動装置(101乃至112)の少なくとも一部分の動力を個別的に調節す
る手段とを備え、 前記垂直位置において、駆動装置(101乃至112)が、飛行機の重量を上
昇させるのに十分な揚力を発生させ、前記水平位置において、前記駆動装置が、
前進推力を発生し得るようにされる一方、前記揚力が前記キャビン(1)及び前
記翼(3)により空気力学的に発生される、飛行機。1. In an airplane, a central cabin (1), a wing (3) extending at least partially around the cabin, at least one generator (15) for generating electric power, the generator (15) ) Driving at least one engine (14) and an electrically driven drive (101-112) for generating lift and forward thrust, at least a part of which is pivoted from a vertical position to a horizontal position. A device and means for individually adjusting the power of at least a portion of the drive device (101-112), the drive device (101-112) being sufficient to raise the weight of the aircraft in the vertical position. And a driving force is generated in the horizontal position.
An aircraft in which the forward thrust is capable of being generated while the lift is aerodynamically generated by the cabin (1) and the wing (3).
かが個別的に枢動可能である、飛行機。2. The aircraft of claim 1, wherein at least some of the drives are individually pivotable.
枢動枢軸の周りで枢動可能であり、前記枢動軸が互いに対して平行で且つ前記飛
行機の前進方向に対し垂直である、飛行機。3. The aircraft of claim 2, wherein each of the pivotable drives is:
An aircraft that is pivotable about a pivot axis, the pivot axes being parallel to each other and perpendicular to the forward direction of the aircraft.
(101乃至112)がダクト付きファンを備える、飛行機。4. Aircraft according to one of claims 1 to 3, wherein the drive device (101 to 112) comprises a ducted fan.
出口直径を有する、飛行機。5. The aircraft of claim 4, wherein the ducted fan has a variable outlet diameter.
な拡がった出口(40)を有する、飛行機。6. Aircraft according to claim 5, having a widened outlet (40) in which a ducted fan can be retracted.
直位置から水平位置に枢動させることにより出口直径が縮小する、飛行機。7. The aircraft according to claim 5, wherein the outlet diameter is reduced by pivoting the drive from a vertical position to a horizontal position.
01乃至112)が円形に配置される、飛行機。8. The aircraft according to claim 1, wherein the drive device (1
01-112) arranged in a circle.
(101乃至112)がキャビン(1)と前記翼(3)との間に配置される、飛
行機。9. Aircraft according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive (101 to 112) is arranged between the cabin (1) and the wing (3).
円形の翼である、飛行機。10. Aircraft according to one of claims 1 to 9, wherein the wing (3) is a circular wing.
(1)と翼(3)との間に実質的に円形の空隙(4)を備え、該空隙内に駆動装
置(101乃至112)が配置される、飛行機。11. Airplane according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a substantially circular air gap (4) between the cabin (1) and the wing (3), in which drive device ( 101 to 112) are placed in the airplane.
な駆動装置(101乃至112)の推力枢軸が、駆動装置の前進推力を発生させ
る水平位置まで枢動可能であり、該水平位置において、推力枢軸が翼(3)の中
央面の上方に配置される、飛行機。12. An airplane according to one of claims 1 to 11, wherein the thrust axis of the pivotable drive (101 to 112) is pivotable to a horizontal position which produces a forward thrust of the drive. An aircraft in which the thrust axis is located above the midplane of the wing (3) in the horizontal position.
も5つの駆動装置(101乃至112)を備える、飛行機。13. Aircraft according to one of claims 1 to 12, comprising at least five drives (101 to 112).
も6つの駆動装置(101乃至112)を備える、飛行機。14. Aircraft according to one of claims 1 to 13, comprising at least six drives (101 to 112).
(101乃至112)の各々が調節可能なブレード角度を有するファンを備える
、飛行機。15. Aircraft according to one of claims 1 to 14, characterized in that each of the drives (101 to 112) comprises a fan with an adjustable blade angle.
装置(101乃至112)の全てが実質的に同一である、飛行機。16. Aircraft according to one of claims 1 to 15, wherein all the drives (101 to 112) are substantially the same.
装置の各々が1つの電気モータを備える、飛行機。17. Aircraft according to one of claims 1 to 16, wherein each drive device comprises an electric motor.
装置が、飛行機のピッチ及びロールを制御し得るように直線状に配置されない、
飛行機。18. An airplane according to one of claims 1 to 17, wherein the drive device is not arranged in a straight line so as to control the pitch and roll of the airplane.
airplane.
配置された電気駆動の駆動装置(101乃至112)であって、その少なくとも
一部分が垂直位置から水平位置に枢動される前記駆動装置とを備える、飛行機。19. In particular, in an aircraft according to one of claims 1 to 18, a central cabin (1), a wing (3) extending at least partly around the cabin, and at least one generating electric power. A generator (15), at least one engine (14) for driving the generator (15), arranged between the cabin (1) and the wing (3) so as to generate lift and forward thrust Electrically driven drive (101-112), at least a portion of which is pivoted from a vertical position to a horizontal position.
発電機を駆動する少なくとも1つのエンジン(14)と、揚力及び前進推力を発
生させる電力駆動の枢動可能な駆動装置(101乃至112)とを備え、該駆動
装置の各々が1つの推力枢軸を有する飛行機を操縦する方法において、 空中停止状態の飛行のため、飛行機の重量を上昇させるべく揚力を発生させ得
るように前記駆動装置(101乃至112)の前記推力枢軸を下方に調節するス
テップと、 巡航飛行のため、前進推力を発生させるべく前記駆動装置(101乃至112
)の前記推力枢軸を水平方向に調節するステップとを備え、前記巡航飛行中、前
記飛行機の空気力学的プロフィールにより揚力が発生され、 空中停止状態の飛行中、飛行機の姿勢が、駆動装置を傾動させ且つ駆動装置の
推力を調節することにより専ら制御される、飛行機を操縦する方法。20. At least one generator (15) for generating electric power, at least one engine (14) for driving the generator, and a power-driven pivotable drive for generating lift and forward thrust. (101 to 112), wherein each of the drive devices steers an aircraft having one thrust axis so that lift can be generated to lift the weight of the aircraft for an aerial stop flight. Adjusting the thrust axis of the drive unit (101 to 112) downward; and to generate forward thrust for cruise flight, the drive unit (101 to 112).
) In the horizontal direction of the thrust axis, the lift of the aircraft is generated by the aerodynamic profile of the airplane during the cruise flight, and the attitude of the airplane tilts the drive device during the flight in the air stopped state. And a method of maneuvering an aircraft, which is controlled exclusively by adjusting the thrust of the drive.
発電機を駆動する少なくとも1つのエンジン(14)と、揚力及び前進推力を発
生させる空気ジェットを発生する電力駆動の枢動可能な駆動装置(101乃至1
12)とを備え、該駆動装置の各々が1つの推力枢軸を有する飛行機を操縦する
方法、特に、請求項20の方法において、 空中停止状態の飛行のため、飛行機の重量を上昇させるべく揚力を発生させ得
るように前記駆動装置(101乃至112)の前記推力枢軸を下方に調節するス
テップと、 巡航飛行のため、前進推力を発生させるべく前記駆動装置(101乃至112
)の前記推力枢軸を水平方向に調節するステップとを備え、前記巡航飛行中、前
記飛行機の空気力学的プロフィールにより揚力が発生され、 駆動装置の少なくとも幾つかの出口直径を縮小させ又は駆動装置の少なくとも
幾つかのファンのファンブレード角度を増大させることにより、空中停止状態の
飛行中よりも巡航飛行中の方が大きい値となるように駆動装置の出口空気速度が
調節される、飛行機を操縦する方法。21. At least one generator (15) for generating electric power, at least one engine (14) for driving the generator, and a power-driven center for generating air jets for generating lift and forward thrust. Movable drive device (101 to 1)
12) and wherein each of said drives has a thrust axis for maneuvering an aircraft, and in particular the method of claim 20, wherein a lift is applied to raise the weight of the aircraft for an aerial stop flight. Adjusting the thrust axis of the drive (101-112) downwards so that it can be generated; and for driving the cruise flight the drive (101-112) to generate forward thrust.
Adjusting the thrust axis in a horizontal direction, the lift force being generated by the aerodynamic profile of the aircraft during the cruise flight to reduce the exit diameter of at least some of the drives or Drive an aircraft's exit air speed adjusted to a greater value during cruise flight than during airborne flight by increasing the fan blade angle of at least some fans. Method.
て、飛行機の姿勢が駆動装置を傾斜させかつ駆動装置の推力を調節するだけで制
御される、方法。22. A method of operating an aircraft according to claim 19 or 20, wherein the attitude of the aircraft is controlled simply by tilting the drive and adjusting the thrust of the drive.
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